一、嵌入式系统（EMBEDDED SYSTEMS）定义：
是一种嵌入到对象体系中，以应用为中心，以微电子技术、控制技术、计算机技术和通讯技术为基础，强调硬件软件的协同性与整合性，软件硬件可剪裁的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有等严格要求的专用计算机系统。
二、计算机系统的组成
（一）. 中央处理器CPU
1、• 中央处理器
（CPU，Central Processing Unit）是一块超大规模的集
成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心。
• 主要功能：解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
• 主要组成：
• 运算器（算术逻辑运算单元，ALU，Arithmetic Logic Unit）
• 控制器(Control Unit）
• 寄存器组(Register file)
• 高速缓冲存储器（Cache）。
2、内部寄存器组
1）、寄存器：
是CPU中的重要组成部分，是CPU内部的临时存储单元。除了存放
程序的部分指令，它还负责存储指针跳转信息以及循环操作命令，
是运算逻辑单元（ALU）为完成控制单元请求的任务所使用的数据
的小型存储区域，其数据来源可以是高速缓存、内存、控制单元中
的任何一个。增加寄存器可以提高CPU运行速度。
2）、存放内容：
数据、地址、控制信息、CPU的工作状态信息。
3）、分类：
可分为通用寄存器和专用寄存器两大类。
3、算术逻辑单元（ALU）
1）、它是CPU芯片的主要功能部件，能够执行加、减、乘、除、
或、与、非、移位等各种命令,有的还具有浮点运算功能。来自
控制单元的讯息将告诉运算逻辑单元应该做些什么，然后运算
单元会从寄存器中间断或连续提取数据，完成最终的任务。
2）、算术逻辑单元和通用寄存器的位数决定了CPU的字长。
3）、ALU内部没有存储功能，需设暂存器（累加器+DR）。
4）、ALU的运算结果影响标志寄存器。
（1）通用寄存器：数据寄存器、指针变量寄存器、段寄存器
（2）标志寄存器：进位标志CF、溢出标志OF、全零标志ZF、符号标志SF、奇偶标志PF、辅助进位标志AF、方向标志DF、中断允许标志IF陷阱标志TF
5)寄存器、内存储器和外存储器的区别
• 寄存器是微处理器（CPU）内部暂存数据的存储单元，以名称表示，
例如：AX，BX…….等
• 存储器也就是平时所说的主存，也叫内存，可直接与CPU进行数据
交换。主存利用地址区别
• 外存主要指用来长久保存数据的外部存储介质，常见的有硬盘、光
盘、磁带、U盘等。外存的数据只能通过主存间接地与CPU交换数据
• 程序及其数据可以长久存放在外存，在运行需要时才进入主存
4、控制器
1）控制器是指挥与控制整台计算机各功能部件协同工作、自动执行计算机程序的部件。根
据来自译码单元的指令，它会生成控制信号，告诉运算逻辑单元（ALU）和寄存器如何
运算、对什么进行运算以及对结果进行怎样的处理。
2）、基本结构
一般由程序计数器、地址形成部件、指令寄存器IR、指令译码器ID、时序部件和控制逻
辑电路等组成。
（1）指令寄存器IR（Instruction Register）
用于存放当前正在执行的指令代码。
（2）程序计数器PC和地址形成部件
用于产生和存放下条待取指令的地址。
（3）指令译码器ID
用于对IR中的指令操作码进行分析解释，产生相应的控制信号，进而与时序脉冲结
合产生一系列顺序微操作命令。
（4）时序部件
• 由时钟控制电路、时序脉冲发生器及CPU周期标志器组成。
时钟控制电路由时钟脉冲发生器(石英晶体振荡器)和启停控制电路组成。
为每条指令按时间顺序执行提供基准信号。
• 石英晶体振荡器产生一定频率的时钟脉冲信号，作为整个机器的时间基准
源。
主频称为主机振荡频率，它的高低取决于这台计算机的CPU的适应能力。
• 时序脉冲发生器，可以是一个循环移位寄存器，在主时钟的作用下产生节
拍序列脉冲信号，作为整机工作的时序信号。
（5）控制逻辑电路
控制逻辑电路用来管理执行每条指令时所产生的一系列基本动作，指挥各
部件协同工作，完成指令规定的功能。
3）、控制器的控制过程
不断地取指令、分析指令和执行指令。
（1）从存储器（主存或高速缓存）取出一条指令，指出下一条指令在存储器的
地址；
（2）译码分析，产生相应的控制信号，送往各功能部件；
（3）控制CPU、主存和输入输出部件之间的数据流向。
4）、与控制过程有关的几个基本概念
（1）主频：称为主机振荡频率，越高，CPU运算速度越快。
（2）时钟周期：CPU执行一个位操作的最小时间单位。也是主频的倒数,表示
相邻脉冲的时间间隔。
（3）指令周期：计算机取出并执行一条指令所需要的时间。
(4）机器周期 ：将指令周期划分成几个时间段，每个阶段称为一个机器周期。
时钟周期≤机器周期≤指令周期